DE19952685A1 - Video signal transmission and reproduction method, involves introducing resynchronization markings into each block group before reception and reproduction of video signal - Google Patents
Video signal transmission and reproduction method, involves introducing resynchronization markings into each block group before reception and reproduction of video signalInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Übertragung und Wiederherstellung eines Videosignals, und besonders auf ein Verfahren und einen Apparat für die Übertragung und die Wieder herstellung eines fehlerunempfindlichen Videosignals in einem fehlerträchtigen Kanal.The present invention relates to transmission and restoring a video signal, and especially on a Procedure and apparatus for transmission and re-establishment production of an error-insensitive video signal in one faulty channel.
Im Fall eines Bildbitstroms, der unter Verwendung eines Codierers nach H. 261, H. 263 ver 1, 2 und 3 oder eines MPEG-4- Codierers codiert wurde, wird Codierung variabler Längen (VLC) benutzt, um eine hohe Kompressionsrate zu erreichen. Wenn in diesem Fall einige Bit in dem Bitstrom fehlerhaft sind, wird in einem Decoder die Decodierung des Bitstroms nach dem fehler haften Bit unmöglich. Dies wird Fehlerfortpflanzung genannt. In diesem Fall wird eine korrekte Decodierung möglich nach einer Resynchronisationsmarkierung, die nach dem Bit vorkommt, das den Fehler erzeugt hat.In the case of an image bit stream using a Coders according to H. 261, H. 263 ver 1, 2 and 3 or an MPEG-4- Encoder has been encoded, variable length encoding (VLC) used to achieve a high compression rate. If in In this case, some bits in the bit stream are faulty a decoder the decoding of the bit stream after the error stick bit impossible. This is called error propagation. In in this case correct decoding is possible after a Resynchronization mark that occurs after the bit that the Has generated errors.
In den derzeitigen Standardverfahren für die Reduzierung solch einer Fehlerfortpflanzung werden Resynchronisationsmarkie rungen, wie etwa ein Streifenstartcode und ein Startcode (GBSC) für eine Blockgruppe (GOB) an vorbestimmten Positionen des codierten Bitstroms eingefügt, z. B. an den Startabschnitten der jeweiligen Rahmen, an den Streifenstartabschnitten im Fall der Verwendung einer Streifenhierarchie, und an Startabschnitten einer Blockgruppe für den Fall der Verwendung einer Blockgrup penhierarchie.In the current standard procedures for reduction such error propagation become resynchronization mark such as a strip start code and a start code (GBSC) for a block group (GOB) at predetermined positions of the encoded bitstream inserted, e.g. B. at the start sections of the respective frame, at the strip start sections in the case of Using a stripe hierarchy, and at start sections a block group in case a block group is used pen hierarchy.
Jedoch sollten in einen über einen Funkkanal mit häufiger Fehlererzeugung zu übertragenen Bitstrom mehr Resynchronisa tionsmarkierungen eingefügt werden. Wenn die Anzahl der einzu fügenden Resynchronisationsmarkierungen vorbestimmt ist, sollten die Positionen, an denen die Resynchronisationsmarkierungen in den Bitstrom einzufügen sind, bestimmt werden.However, one should use a radio channel with more frequency Error generation to be transmitted bitstream more resynchronisa tion marks are inserted. If the number of to be inserted subsequent resynchronization marks should be predetermined the positions at which the resynchronization marks in the bitstream to be inserted can be determined.
Um die Blockgruppe (GOB), in welcher der Fehler während der Wiederherstellung eines empfangenen Videosignals auftrat, zu verbergen, werden in einer konventionellen Technologie alle Makroblöcke (MB) zwischen dem Startcode (GBSC) der Blockgruppe (GOB), in welcher der Fehler auftrat, und dem Startcode (GBSC) der danach decodierten Blockgruppe (GOB) unter Verwendung der Bewegungsvektoren der Makroblöcke (MB) einer vorangegangenen Blockgruppe (GOB) wiederhergestellt. Fig. 1 zeigt die Daten struktur des oben angeführten Fehlerverbergungsverfahrens. Nach Fig. 1 wird der Startcode (GBSC) der Blockgruppe (GOB) im emp fangenen Bitstrom erkannt und in die jeweiligen Blockgruppen (GOB) 100, 102, 104 und 106 decodiert. Die decodierten GOB 108, 110, 112 und 114 werden an jeder korrespondierenden Position eines Rahmens 116 wiederhergestellt. Wenn hier als Ergebnis der Prüfung des Startcodes (GBSC) der dritten Blockgruppe 104 ermit telt wurde, daß die zweite Blockgruppe (GOB) 110 einen Fehler hat, dann wird die zweite decodierte Blockgruppe (GOB) 110 ver worfen. Danach wird die zweite Blockgruppe (GOB) 110 durch Aus führung von Bewegungskompensation unter Verwendung von Bewe gungsvektoren in der ersten Blockgruppe (GOB) 100 wiederherge stellt.In conventional technology, in order to hide the block group (GOB) in which the error occurred during the restoration of a received video signal, all macroblocks (MB) between the start code (GBSC) of the block group (GOB) in which the error occurred, and the start code (GBSC) of the subsequently decoded block group (GOB) using the motion vectors of the macro blocks (MB) of a previous block group (GOB). Fig. 1 shows the data structure of the above-mentioned error concealment. According to FIG. 1, the start code (GBSC) of the block group (GOB) is recognized in the received bit stream and decoded into the respective block groups (GOB) 100 , 102 , 104 and 106 . The decoded GOB 108 , 110 , 112 and 114 are restored at each corresponding position of a frame 116 . Here, if it is determined as a result of checking the start code (GBSC) of the third block group 104 that the second block group (GOB) 110 has an error, then the second decoded block group (GOB) 110 is discarded. Thereafter, the second block group (GOB) 110 is restored by performing motion compensation using motion vectors in the first block group (GOB) 100 .
Da jedoch eine Resynchronisationsmarkierung nur als Startcode (GBSC) in einem Blockgruppenkopf definiert ist, welcher der Startpunkt der Blockgruppe (GOB) in solch einem Verfahren ist, ist zu bemerken, daß der Fehler sich mindestens durch eine Blockgruppe (GOB) fortpflanzt.However, since a resynchronization mark is only used as a start code (GBSC) is defined in a block group header, which is the Starting point of the block group (GOB) is in such a procedure, it should be noted that the error is at least one Block group (GOB) reproduces.
Auch wird ein Videosignal am Empfangsende unter Verwendung von Bewegungsvektoren übertragener Makroblöcke (MB) wiederher gestellt. Wenn hier ein Fehler in den Bewegungsvektoren der wie derherzustellenden Makroblöcke (MB) erzeugt wurde, wird der feh lerhafte Bewegungsvektor aus den Bewegungsvektoren der Makro blöcke (MB) der vorangegangenen Blockgruppe (GOB) abgeleitet. Die Ableitung wird durchgeführt durch Mittelwertbildung der Bewegungsvektoren der wiederhergestellten Makroblöcke unter peripheren Blöcken des gegenwärtigen Makroblocks. Wenn jedoch die gegenwärtige Blockgruppe verloren gegangen ist, ist es schwierig, den gegenwärtigen Makroblock wiederherzustellen, da der Ableitungswert des Bewegungsvektors des gegenwärtigen Makroblocks Null wird. Also, a video signal is used at the receiving end Macroblocks (MB) transferred from motion vectors posed. If there is an error in the motion vectors of how of the macro blocks (MB) to be produced, the feh Learning motion vector from the motion vectors of the macro blocks (MB) derived from the previous block group (GOB). The derivation is carried out by averaging the Motion vectors of the restored macro blocks below peripheral blocks of the current macroblock. But when the current block group has been lost, it is difficult to restore the current macroblock because the derivative value of the motion vector of the current one Macroblock becomes zero.
Auch dann, wenn ein Fehler in einem Feld auftritt, das die Position der Makroblöcke in dem Blockgruppenkopf- oder dem Streifenkopf darstellt, kann die korrekte Position der Makro blöcke wegen des Fehlers nicht aus dem korrespondierenden Makro block wiederhergestellt werden. Deshalb wird ein Verfahren für die Bestimmung benötigt, ob ein Fehler in dem Feld auftrat.Even if an error occurs in a field that the Position of the macro blocks in the block group header or Strip head represents the correct position of the macro blocks from the corresponding macro because of the error block to be restored. Therefore, a procedure for the determination needs whether an error occurred in the field.
Um das obige Problem zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegen den Erfindung, ein Verfahren und einen Apparat für die Übertra gung eines Videosignals vorzusehen, in dem Resynchronisations markierungen in kürzeren Abständen als eine Blockgruppe zusätz lich an vorbestimmten Positionen eines Bitstroms anders als die Startteile eines Rahmens und einer Blockgruppe eingefügt werden, um eine Fehlerfortpflanzung zu verhindern.To solve the above problem, it is a goal of the present the invention, a method and an apparatus for the transfer provision of a video signal in the resynchronization markings at shorter intervals than an additional block group Lich at predetermined positions of a bit stream other than that Start parts of a frame and a block group are inserted, to prevent error propagation.
Um das erste Ziel zu erreichen, wird dementsprechend ein Ver fahren für die Übertragung eines Videosignals vorgesehen, wobei vor dem Empfang und der Wiederherstellung eines Videosignals mit einer hierarchischen Struktur mit Rahmen, Blockgruppen (GOB) und "'Makroblöcken ein Sender eine Vielzahl von Resynchronisationsmar kierungen in jede Blockgruppe einfügt, um so die Fortpflanzung eines in einem Übertragungskanal erzeugten Fehlers zu verhin dern, wobei das Einfügen von Resynchronisationsmarkierungen die Schritte enthält: Zuordnen der Anzahl von Resynchronisationsmar kierungen zu den jeweiligen Blockgruppen und Einfügen der zuge ordneten Resynchronisationsmarkierungen an vorbestimmten Posi tionen der korrespondierenden Blockgruppe, wobei die Positionen bestimmt werden, um die mittleren Fehlerfortpflanzungskosten zu minimieren, je nachdem die jeweiligen zwischen den einzufügenden Resynchronisationsmarkierungen positionierten Makroblöcke übersprungen werden.In order to achieve the first goal, a Ver drive provided for the transmission of a video signal, wherein before receiving and restoring a video signal a hierarchical structure with frames, block groups (GOB) and "'Macro blocks a transmitter a variety of resynchronization mar inserts into each group of blocks, so as to reproduce to prevent an error generated in a transmission channel change, the insertion of resynchronization marks the Steps includes: assigning the number of resynchronization marks cations for the respective block groups and insertion of the assigned ordered resynchronization marks at predetermined positions tions of the corresponding block group, the positions be determined to increase the mean error propagation costs minimize, depending on the respective between the inserted Resynchronization marks positioned macro blocks to be skipped.
Um das erste Ziel zu erreichen, wird ein Videosignalübertra gungsapparat für das Einfügen einer Vielzahl von Resynchronisa tionsmarkierungen in Blockgruppen (GOB) vorgesehen, um die Fort pflanzung von im Übertragungskanal erzeugten Fehlern vor dem Empfang und der Wiederherstellung eines Videosignals mit einer hierarchischen Struktur mit Rahmen, Blockgruppen und Makro blöcken zu verhindern, und der Apparat enthält: einen Codierer für das Codieren von Bilddaten, einen Rahmencodespeicherab schnitt für das Speichern der jeweiligen codierten Makroblock anzeigenwerte (COD), die durch den Codierer bestimmt wurden, einen Rahmencodespeicherabschnitt für das Speichern eines durch den Codierer erzeugten Bitstroms, einen Resynchronisations markierungsgenerator für die Bestimmung der Anzahl und Posi tionen der in den Bitstrom entsprechend den in dem Rahmencode speicherabschnitt gespeicherten COD-Werten einzufügenden Resyn chronisationsmarkierungen und für das Erzeugen der Resynchroni sationsmarkierungen, und einen Resynchronisationsmarkierungsein fügeabschnitt zum Einfügen der erzeugten Resynchronisationsmar kierungen an korrespondierenden Positionen des gespeicherten Bitstroms und für das Übertragen der erzeugten Resynchronisa tionsmarkierungen.To achieve the first goal, a video signal is transmitted device for inserting a variety of resynchronisa tion markings in block groups (GOB) provided to the Fort planting errors generated in the transmission channel before Receive and restore a video signal with a hierarchical structure with frame, block groups and macro block and the apparatus contains: an encoder for encoding image data, a frame code memory cut for storing the respective encoded macroblock display values (COD) determined by the encoder a frame code storage section for storing one through bitstream generated the encoder, a resynchronization marker generator for determining the number and posi tion in the bit stream corresponding to that in the frame code Resyn to be inserted in the memory section stored COD values chronological markings and for generating the resynchroni station marks, and a resynchronization mark Joining section for inserting the generated resynchronization mark markings at corresponding positions of the saved Bit streams and for the transmission of the generated resynchronisa markings.
Um das zweite Ziel zu erreichen, wird ein Verfahren für die Wiederherstellung eines empfangenen Videosignals mit einer hie rarchischen Struktur mit Rahmen, Blockgruppen (GOB) und Makro blöcken durch Einfügen einer Vielzahl von Resynchronisations markierungen in die Blockgruppen (GOB) vorgesehen, um die Fort pflanzung eines im Übertragungskanal erzeugten Fehlers zu ver hindern, und das Verfahren enthält die Schritte: Erkennen eines Fehlers von einem Makroblock zwischen eingefügten Resynchroni sationsmarkierungen, Entfernen der wiederhergestellten Daten aus einem Abschnitt, in dem der Fehler erkannt wurde, und Verbergen des Fehlers aus dem Abschnitt durch Ersetzen des entfernten Datenabschnitts durch die Daten des Abschnitts, der unmittelbar vorher abgedeckt wurde.To achieve the second goal, a process for Restore a received video signal with a her hierarchical structure with frame, block groups (GOB) and macro block by inserting a variety of resynchronizations markings in the block groups (GOB) provided to the Fort planting an error generated in the transmission channel prevent, and the procedure includes the steps of: recognizing one Macroblock error between inserted resynchroni sations markers, removing the recovered data from a section where the fault was detected and hiding the error from the section by replacing the removed one Data section through the data of the section that immediately was previously covered.
Um das zweite Ziel zu erreichen, wird ein Videosignalwieder herstellungsverfahren vorgesehen für das Wiederherstellen eines Bildes aus den empfangenen Bewegungsvektoren der jeweiligen Mikroblöcke des Videosignals mit einer hierarchischen Struktur mit Rahmen, Blockgruppen (GOB) und Makroblöcken, wobei der Bewegungsvektor eines fehlerhaften Makroblocks durch Ersetzen des Bewegungsvektors durch den unmittelbar vorher wieder hergestellten Bewegungsvektor abgeleitet wird.To achieve the second goal, a video signal is reapplied Manufacturing process intended for restoring a Image from the received motion vectors of the respective Microblocks of the video signal with a hierarchical structure with frames, block groups (GOB) and macro blocks, the Motion vector of a faulty macroblock by replacing it of the motion vector by immediately before produced motion vector is derived.
Um das zweite Ziel zu erreichen, wird ein Videosignalwieder herstellungsverfahren für die Wiederherstellung eines Makro blocks in einer Position vorgesehen durch Lesen eines Felds, das die Position des Makroblocks unter den Köpfen der Blockgruppe in einem Videosignal mit einem Rahmen, Blockgruppen und Makro blöcken zeigt, wobei bestimmt wird, ob ein Fehler in einem Feld, das die Position des Makroblocks zeigt, erzeugt wurde, durch Ausführen einer Paritätsprüfung hinsichtlich des Makroblocks von dem empfangenen Videosignal, das ein in das Feld eingefügtes Paritätsbit enthält, welches die Position des Makroblocks zeigt.To achieve the second goal, a video signal is reapplied Manufacturing process for restoring a macro blocks provided in a position by reading a field that the position of the macroblock under the heads of the block group in a video signal with a frame, block groups and macro blocks, determining whether an error in a field, that shows the position of the macroblock was generated by Perform a parity check on the macroblock of the received video signal, which is an inserted in the field Contains parity bit, which shows the position of the macroblock.
Die obigen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden durch die detaillierte Beschrei bung einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen, in denen:The above objects and advantages of the present invention will be more apparent from the detailed description exercise of one of its preferred embodiments with reference to the attached drawings, in which:
Fig. 1 die Datenstruktur eines konventionellen Fehlerverber gungsverfahrens zeigt; . Figure 1 shows the data structure of a conventional incorporation means Fehlerverber shows;
Fig. 2 ein Flußdiagramm ist, das ein Videosignalübertragungs verfahren nach der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 2 is a flowchart showing a video signal transmission method according to the present invention;
Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das einen Videosignalübertra gungsapparat nach der vorliegenden Erfindung zeigt; und Fig. 3 is a block diagram showing a video signal transmission apparatus according to the present invention; and
Fig. 4 ein Beispiel einer Datenstruktur zeigt, in die eine Resynchronisationsmarkierung von Fig. 2 eingefügt ist. Fig. 4 shows an example of a data structure in which a resynchronization mark of Fig. 2 is inserted.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in größerem Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Videosignalübertragungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung zeigt.An embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Fig. 2 is a flowchart showing a video signal transmission method according to the present invention.
Alle Makroblöcke eines k-ten Rahmens werden codiert (Schritt 200). Die Codierung wird mittels eines Codierverfahrens varia bler Länge (VLC) durchgeführt. Die hinsichtlich aller Makro blöcke in dem k-ten Rahmen codierten Bitströme werden erzeugt und gespeichert (Schritt 202). Die Anzahl und die Positionen der an vorbestimmten Positionen der gespeicherten Bitströme einzufü genden Resynchronisationsmarkierungen werden bestimmt (Schritt 204). Die Resynchronisationsmarkierungen werden an den bestimm ten Positionen des Bitstroms eingefügt und übertragen (Schritt 206). Die obigen Prozesse werden wiederholt hinsichtlich aller Rahmen (Schritt 208) durchgeführt.All macro blocks of a kth frame are encoded (step 200 ). The coding is carried out using a variable length coding method (VLC). The bitstreams encoded with respect to all macroblocks in the kth frame are generated and stored (step 202 ). The number and positions of the resynchronization marks to be inserted at predetermined positions of the stored bit streams are determined (step 204 ). The resynchronization marks are inserted and transmitted at the determined positions of the bit stream (step 206 ). The above processes are repeated for all frames (step 208 ).
Ein Prozeß für die Bestimmung der Anzahl und Positionen der
in Schritt 204 angezeigten, einzufügenden Resynchronisations
markierungen läuft wie folgt. Zuerst wird die Anzahl der in die
jeweiligen Blockgruppen (GOB) einzufügenden Resynchronisations
markierungen bestimmt. Die Anzahl rj der einer j-ten Blockgruppe
(GOB) zuzuordnenden Resynchronisationsmarkierungen wird
bestimmt, wie in der folgenden Gleichung gezeigt.
A process for determining the number and positions of the resynchronization marks to be inserted displayed in step 204 is as follows. First, the number of resynchronization marks to be inserted into the respective block groups (GOB) is determined. The number r j of the resynchronization marks to be assigned to a j-th block group (GOB) is determined as shown in the following equation.
wobei Nj und NF die Anzahl der Makroblöcke (MB) darstellen, die in der j-ten Blockgruppe (GOB) bzw. in einem Rahmen nicht übersprungen werden. RF ist die Anzahl der einem Rahmen zugeord neten Resynchronisationsmarkierungen und wird durch die Fehler erzeugungshäufigkeit eines Netzwerks bestimmt. Der Ausdruck nint (...) ist ein Operator für das Runden auf die nächste ganze Zahl. Z. B. ist nint (5,2) = 5 und nint (5,6) = 6.where N j and N F represent the number of macroblocks (MB) that are not skipped in the jth block group (GOB) or in a frame. R F is the number of resynchronization marks assigned to a frame and is determined by the frequency with which a network generates errors. The expression nint (...) is an operator for rounding to the nearest whole number. For example, nint (5.2) = 5 and nint (5.6) = 6.
Die Anzahl rj der der j-ten Blockgruppe zugeordneten Resynch ronisationsmarkierungen wird bestimmt durch den Ausdruck rj = max {min (rj, Nj-1), 0}. Dies kommt daher, daß rj korrigiert werden sollte, da mindestens eine übersprungene Markierung zwischen den Resynchronisationsmarkierungen in dem Fall der Blockgruppe (GOB) existiert, in der rj<Nj ist.The number r j of the synchronization marks assigned to the jth block group is determined by the expression r j = max {min (r j , N j -1), 0}. This is because r j should be corrected because there is at least one skipped mark between the resynchronization marks in the case of the block group (GOB) where r j <Nj.
Die Positionen, an denen die der j-ten Blockgruppe (GOB)
zugeordneten Resynchronisationsmarkierungen eingefügt werden,
wird wie folgt bestimmt. Wenn z. B. ein Bitfehler im k-ten Makro
block (MB) der j-ten Blockgruppe (GOB) auftritt, können wegen
des Verlusts der VLC-Decodiersynchronisation alle Makroblöcke
vom k-ten Makroblock bis zu der nächsten Resynchronisationsmar
kierung nicht korrigiert werden. Dann wird korrekte Decodierung
ab der nächsten Resynchronisationsmarkierung durchgeführt. Wegen
des oben angeführten Fehlers können die Fehlerfortpflanzungs
kosten Ej dargestellt werden durch die Anzahl der in der j-ten
Blockgruppe (GOB) verlorenen Makroblöcke (MB).
The positions at which the resynchronization marks associated with the jth block group (GOB) are inserted are determined as follows. If e.g. B. a bit error occurs in the kth macro block (MB) of the jth block group (GOB), due to the loss of the VLC decoding synchronization, all macroblocks from the kth macroblock to the next resynchronization marking cannot be corrected. Then correct decoding is carried out from the next resynchronization mark. Because of the above error, the error propagation cost E j can be represented by the number of macro blocks (MB) lost in the jth block group (GOB).
c (i, j) ist ein binäres Komplement einer codierten Makroblock bezeichnung (COD) in einer H.263-Syntax. COD ist 1, falls der i-te MB ein nichtübersprungener MB ist, und 0, falls der i-te MB ein übersprungener MB ist. Der Wert m ist die Anzahl der MB in der GOB. Wenn c(i,j) 0 ist, bedeutet dies, daß der i-te MB über sprungen ist, und daß der MB ohne Auswirkung durch einen Kanal fehler decodiert werden kann durch Ersetzen mit dem Wert des MB in derselben Position in einem vorangegangenen Rahmen.c (i, j) is a binary complement of an encoded macroblock Description (COD) in an H.263 syntax. COD is 1 if the i-th MB is a non-skipped MB, and 0 if the i-th MB is a skipped MB. The value m is the number of MB in the GOB. If c (i, j) is 0, it means that the i th MB is over is jumped, and that the MB with no effect through a channel errors can be decoded by replacing with the value of the MB in the same position in a previous frame.
Um die Fehlerfortpflanzungskosten statistisch auszudrücken,
wenn angenommen wird, daß die Fehlerfortpflanzungsraten der
jeweiligen MB dieselben sind, und wenn die Fehlererzeugungswahr
scheinlichkeit pe ist, können die folgenden mittleren Fehlerfort
pflanzungskosten E0,j ermittelt werden.
In order to statistically express the error propagation costs when it is assumed that the error propagation rates of the respective MB are the same, and when the error generation probability is p e , the following average error propagation costs E 0, j can be determined.
Nach Gleichung (3) hängen die Fehlerfortpflanzungskosten einer jeden GOB von der Anzahl der nichtübersprungenen MB in der GOB ab. Wenn z. B. alle MB in der GOB übersprungen werden, dann ist es nicht wirkungsvoll, die Resynchronisationsmarkierungen einzufügen. Wenn die Anzahl der nichtübersprungenen MB in einer GOB größer als die Anzahl der nichtübersprungenen MB in einer anderen GOB ist, dann sollten mehr Resynchronisationsmarkierun gen der GOB zugeordnet werden, die mehr nichtübersprungene MB hat, damit die zwei GOB im Wesentlichen dieselbe mittlere Feh lerfortpflanzungskosten haben.According to equation (3) the error propagation costs depend each GOB by the number of MB skipped in the GOB off. If e.g. B. all MB in the GOB are skipped, then the resynchronization marks are not effective insert. If the number of MB skipped in one GOB greater than the number of MB skipped in one other GOB, then there should be more resynchronization marks assigned to the GOB, the more skipped MB so the two GOBs have essentially the same mean mistake have reproductive costs.
Der Fall, in dem eine Resynchronisationsmarkierung in jedem
GOB verwendet wird, wird mit dem Fall verglichen, in dem zwei
Resynchronisationsmarkierungen verwendet werden. Um die Erläute
rung zu vereinfachen, wird angenommen, daß keine der MB über
sprungen wird. Wenn eine Resynchronisationsmarkierung in jede
GOB eingefügt wird, werden die mittleren Fehlerfortpflanzungs
kosten aus Gleichung (3) wie folgt ermittelt:
The case where one resynchronization mark is used in each GOB is compared to the case where two resynchronization marks are used. To simplify the explanation, it is assumed that none of the MB is skipped. If a resynchronization marker is inserted into each GOB, the mean error propagation costs are determined from equation (3) as follows:
Falls eine Resynchronisationsmarkierung in die GOB nach dem
k-ten MB eingefügt wird, sind die Fehlerfortpflanzungskosten wie
folgt:
If a resynchronization marker is inserted into the GOB after the kth MB, the error propagation costs are as follows:
Nach Gleichung (5) schwanken die mittleren Fehlerfortpflan
zungskosten entsprechend der Position der Resynchronisationsmar
kierung, die zusätzlich eingefügt wird. Die Position k* der
Resynchronisationsmarkierung, welche die mittleren Fehlerfort
pflanzungskosten entsprechend der zusätzlich eingefügten
Resynchronisationsmarkierungen minimiert, kann aus Gleichung (5)
abgeleitet werden wie folgt.
According to equation (5), the mean error propagation costs fluctuate according to the position of the resynchronization marking, which is also inserted. The position k * of the resynchronization marking, which minimizes the average error propagation costs corresponding to the additionally inserted resynchronization markings, can be derived from equation (5) as follows.
Hier werden die mittleren Fehlerfortpflanzungskosten wie
folgt ermittelt.
Here the average error propagation costs are determined as follows.
Es wird bemerkt, daß die mittleren Fehlerfortpflanzungskosten
nach Gleichung (7) reduziert werden, wenn eine weitere Resyn
chronisationsmarkierung in dem GOB verwendet wird. Auch wird
bemerkt, daß nach Gleichung (6) die Position der Resynchronisa
tionsmarkierung, welche die mittleren Fehlerfortpflanzungskosten
minimiert, in der Mitte der GOB liegt.
It is noted that the mean error propagation cost according to equation (7) is reduced if another resyn chronization marker is used in the GOB. It is also noted that according to equation (6) the position of the resynchronization marker, which minimizes the mean error propagation costs, lies in the middle of the GOB.
Die Position ki* der Resynchronisationsmarkierung wird wie
folgt bestimmt, wenn eine Lösung durch Differenzieren von
ki(i = 1, 2, ..., r) ermittelt wird.
The position k i * of the resynchronization marker is determined as follows when a solution is found by differentiating k i (i = 1, 2, ..., r).
Entsprechend der Charakteristik der übersprungenen MB ist m die Anzahl Nj der MB, die in der j-ten GOB nicht übersprungen werden, und r ist rj.According to the characteristic of the skipped MB, m is the number N j of the MB that are not skipped in the jth GOB, and r is r j .
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Videosignalübertra gungsapparat nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Video signalübertragungsapparat von Fig. 3 enthält einen Decoder 300, eine Speichereinheit 302 für den Rahmen COD, einen Resynchroni sationsmarkierungsgenerator 304, eine Speichereinheit 306 für den Rahmenbitstrom, und eine Resynchronisationsmarkierungs einfügeeinheit 308. Hier ist der Codierer ein H.263-Codierer. Fig. 3 is a block diagram showing a video signal transmission apparatus according to the present invention. The video signal transmitting apparatus of FIG. 3 includes a decoder 300, a storage unit 302 for the frame COD, a Resynchroni sationsmarkierungsgenerator 304, a storage unit 306 for the frame bit stream, and a Resynchronisationsmarkierungs insertion 308th Here the encoder is an H.263 encoder.
Der Betrieb läuft wie folgt. Der Codierer 300 codiert ein empfangenes Funksignal. Die Speichereinheit 302 für den Rahmen COD speichert die Codierungen des jeweiligen, vom Codierer 300 bestimmten MB. Der Resynchronisationsmarkierungsgenerator 304 bestimmt die Anzahl und die Einfügepositionen der Resynchroni sationsmarkierungen, die den jeweiligen GOB nach der Abfolge jedes Schritts des Flußdiagramms von Fig. 2 mit Bezug auf die Codierung der jeweiligen in der Speichereinheit 302 für den Rahmen COD gespeicherten MB zugeordnet sind, und erzeugt die Resynchronisationsmarkierungen.Operation is as follows. The encoder 300 encodes a received radio signal. The storage unit 302 for the frame COD stores the encodings of the respective MB determined by the encoder 300 . The resynchronization mark generator 304 determines and generates the number and insertion positions of the resynchronization marks associated with the respective GOB after the sequence of each step of the flowchart of FIG. 2 with respect to the coding of the respective MB stored in the memory unit 302 for the frame COD the resynchronization marks.
Hier können die Resynchronisationsmarkierungen in eine in Fig. 4 gezeigte Datenstruktur eingefügt werden. Ein Resynchro nisationsmarkierungsfeld 400 enthält 17 Bit, d. h. 16 kontinuier liche "0" und eine "1". Ein GN-Feld 402 enthält fünf Bit und bezeichnet die GOB-Nummern. Ein Merker-Feld 404 enthält ein Bit und ist "1". Ein MBA-Feld 406 enthält fünf Bit und bezeichnet die MB-Nummern, die vom Startpunkt der GOB an gezählt werden. Ein PQUANT-Feld 408 enthält fünf Bit und bezeichnet die Quanti sierungsstufengröße eines vorangegangenen MB.Here, the resynchronization marks can be inserted into a data structure shown in FIG. 4. A resynchronization marker field 400 contains 17 bits, ie 16 continuous "0" and a "1". A GN field 402 contains five bits and designates the GOB numbers. A flag field 404 contains one bit and is "1". An MBA field 406 contains five bits and designates the MB numbers that are counted from the starting point of the GOB. A PQUANT field 408 contains five bits and denotes the quantization level size of a previous MB.
Die Speichereinheit 306 für den Rahmenbitstrom speichert einen Bitstrom, der durch den Codierer 300 erzeugt wurde. Die Resynchronisationsmarkierungseinfügeeinheit 308 fügt die von dem Resynchronisationsmarkierungsgenerator 304 erzeugten Markierun gen an korrespondierenden Positionen der Speichereinheit 306 für den Rahmenbitstrom ein und überträgt die eingefügten Markierun gen.The frame bit stream storage unit 306 stores a bit stream generated by the encoder 300 . The resynchronization mark insertion unit 308 inserts the markings generated by the resynchronization mark generator 304 at corresponding positions of the storage unit 306 for the frame bit stream and transmits the inserted markings.
Ein Verfahren für die Wiederherstellung eines GOB, in dem ein Videosignal, das mit in den Rahmenbitstrom eingefügten Resyn chronisationsmarkierungen wie oben beschrieben übertragen und mit erzeugten Fehlern empfangen wurde, ist wie folgt. In der vorliegenden Erfindung wird ein Abschnitt, in dem ein Fehler erzeugt wurde, durchgesucht durch Prüfung der MB auf zwischen den in die GOB eingefügten Resynchronisationsmarkierungen. Dann werden die Daten des fehlerhaften, durchsuchten Abschnitts entfernt. Der Fehler wird verborgen durch Ersetzen des fehlerhaften Abschnitts durch den unmittelbar vorangegangen wiederhergestellten und fehlerfreien Abschnitt.A procedure for restoring a GOB in which a Video signal with Resyn inserted into the frame bit stream transfer chronological markings as described above and received with generated errors is as follows. In the The present invention becomes a section in which an error was generated, searched by checking the MB for between the resynchronization marks inserted in the GOB. Then the data of the faulty, searched Section removed. The error is hidden by replacing it of the faulty section immediately preceding recovered and error-free section.
Das empfangene Videosignal wird decodiert und von dem über tragenen Bewegungsvektor eines jeden Makroblocks wiederherge stellt. Wenn ein Fehler in dem Bewegungsvektor eines wiederher zustellenden Makroblocks erzeugt wurde, wird die Ableitung des Bewegungsvektors durchgeführt durch Ersetzen des Bewegungsvek tors des gegenwärtigen Makroblocks, in dem der Fehler erzeugt wurde, durch den unmittelbar vor dem gegenwärtigen Makroblock wiederhergestellten Bewegungsvektor. The received video signal is decoded and from that on carried motion vector of each macroblock poses. If an error in the motion vector of a recover macroblock to be delivered, the derivation of the Motion vector performed by replacing the motion vector tors of the current macroblock in which the error is generated by the immediately before the current macroblock restored motion vector.
Auch dann, wenn ein Fehler in einem Feld erzeugt wurde, das die Position des Makroblocks in dem GOB-Kopf oder den Streifen kopf enthält, wird in der vorliegenden Erfindung ein Paritätsbit eingefügt und übertragen, das verwendet werden kann, um die Parität in einem korrespondierenden Feld zu überprüfen, um so zu bestimmen, ob ein Fehler in dem Feld mit der Position des Makro blocks erzeugt wurde. Das oben genannte Paritätsbit wird in die GOB- oder den Streifenkopf eingefügt und übertragen, und ein Empfänger bestimmt durch Ausführung einer Paritätsprüfung, ob ein Fehler in dem Feld, das die Position des Makroblocks zeigt, vorliegt.Even if an error was generated in a field, the the position of the macroblock in the GOB head or strip contains header, becomes a parity bit in the present invention inserted and transferred, which can be used to convert the Check parity in a corresponding field, so too determine whether there is an error in the field with the position of the macro blocks was created. The above parity bit is placed in the GOB or the strip head inserted and transferred, and a The recipient determines whether by performing a parity check an error in the field that shows the position of the macroblock, is present.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Fehler fortpflanzung zu verhindern durch Einfügen der Resynchronisa tionsmarkierungen an vorbestimmten Positionen unter Berücksich tigung, ob die Makroblöcke in den jeweiligen GOB übersprungen werden, wenn das Videosignal bei Verwendung eines fehlerträch tigen Mobilnetzwerks oder Funknetzwerks übertragen wird.According to the present invention it is possible to correct the errors Prevent reproduction by inserting the resynchronisa tion marks at predetermined positions under consideration whether the macroblocks in the respective GOB have been skipped if the video signal using an error term mobile network or radio network is transmitted.
Auch ist es möglich, die Fehlerfortpflanzung in der GOB durch Verbergen von Makroblöcken zwischen den Resynchronisations markierungen zu verhindern, wenn ein fehlerhafter Makroblock erkannt wird.It is also possible to propagate errors in the GOB Hide macro blocks between resynchronizations prevent markings when a faulty macroblock is recognized.
Auch ist es möglich zu bestimmen, ob ein Fehler in dem Feld mit der Position des Makroblocks erzeugt wurde, durch Einfügen eines Paritätsbits in dasselbe im GOB-Kopf oder Streifenkopf.It is also possible to determine whether there is an error in the field with the position of the macro block was created by inserting a parity bit into the same in the GOB header or strip header.
Claims (9)
- a) Zuordnen der Anzahl von Resynchronisationsmarkierungen zu den jeweiligen Blockgruppen (GOB); und
- b) Einfügen der zugeordneten Resynchronisationsmarkierungen an vorbestimmten Positionen der korrespondierenden Blockgruppe, wobei die Positionen bestimmt werden, um die mittleren Fehler fortpflanzungskosten zu minimieren, je nachdem die jeweiligen zwischen den einzufügenden Resynchronisationsmarkierungen posi tionierten Makroblöcke übersprungen werden.
- a) assigning the number of resynchronization marks to the respective block groups (GOB); and
- b) inserting the assigned resynchronization marks at predetermined positions of the corresponding block group, the positions being determined in order to minimize the average error of propagation costs, depending on the respective macro blocks positioned between the resynchronization marks to be inserted.
wenn nint(...) einen Operator zum Runden auf ganze Zahlen, RF die Anzahl der dem Rahmen zugeordneten Resynchronisationsmarkierun gen, Nj die Anzahl der in einer j-ten GOB nicht übersprungenen Makroblöcke und NF die Anzahl der in dem Rahmen nicht übersprun genen Makroblöcke ist.2. The method of claim 1, wherein the number of resynchronization markings of step (a) is determined by the following equation
if nint (...) an operator for rounding to integers, R F the number of resynchronization marks assigned to the frame, N j the number of macroblocks not skipped in a jth GOB and N F the number of not in the frame skipped macro blocks.
wobei r die Anzahl der zusätzlich einzufügenden Resynchronisa tionsmarkierungen ist, ki(i ε {1, 2, ..., r}) die Positionen der einzu fügenden Resynchronisationsmarkierungen sind, pe eine Wahrschein lichkeit ist, daß ein Fehler in jedem Makroblock erzeugt wird, und m die Anzahl der Makroblöcke ist, die in der j-ten GOB nicht übersprungen wird.4. The method of claim 1, wherein in step (b) the average error propagation cost of a jth GOB is determined by the following equation:
where r is the number of additional resynchronization marks to be inserted, k i (i ε {1, 2, ..., r}) are the positions of the resynchronization marks to be inserted, p e is a probability that an error will be generated in each macroblock and m is the number of macroblocks that are not skipped in the jth GOB.
damit die mittleren Fehlerfortpflanzungskosten minimiert werden, wobei rj die Anzahl der der j-ten GOB zugeordneten Resynchronisa tionsmarkierungen ist.5. The method of claim 4, wherein the position k i of an i-th mark is determined by the following equation:
in order to minimize the mean error propagation costs, where r j is the number of resynchronization marks assigned to the j th GOB.
einen Codierer für das Codieren von Bilddaten,
einen Rahmencodespeicherabschnitt für das Speichern der jeweiligen codierten Makroblockanzeigenwerte (COD), die durch den Codierer bestimmt wurden,
einen Rahmenbitstromspeicherabschnitt für das Speichern eines durch den Codierer erzeugten Bitstroms,
einen Resynchronisationsmarkierungsgenerator für die Bestim mung der Anzahl und Positionen der in den Bitstrom entsprechend den in dem Rahmenbitstromspeicherabschnitt gespeicherten COD- Werten einzufügenden Resynchronisationsmarkierungen und für das Erzeugen der Resynchronisationsmarkierungen, und
einen Resynchronisationsmarkierungseinfügeabschnitt zum Einfügen der erzeugten Resynchronisationsmarkierungen an kor respondierenden Positionen des gespeicherten Bitstroms und für das Übertragen der erzeugten Resynchronisationsmarkierungen.6. Video signal transmission apparatus for inserting a large number of resynchronization marks in block groups (GOB) to prevent the propagation of errors generated in the transmission channel before the reception and restoration of a video signal with a hierarchical structure with frames, block groups and macro blocks, and the apparatus contains :
an encoder for encoding image data,
a frame code storage section for storing the respective encoded macroblock display values (COD) determined by the encoder,
a frame bit stream storage section for storing a bit stream generated by the encoder,
a resynchronization mark generator for determining the number and positions of the resynchronization marks to be inserted into the bit stream corresponding to the COD values stored in the frame bit stream storage section and for generating the resynchronization marks, and
a resynchronization mark insertion section for inserting the generated resynchronization marks at corresponding positions of the stored bit stream and for transmitting the generated resynchronization marks.
Erkennen eines Fehlers von einem Makroblock zwischen einge fügten Resynchronisationsmarkierungen, Entfernen der wiederher gestellten Daten aus einem Abschnitt, in dem der Fehler erkannt wurde, und
Verbergen des Fehlers aus dem Abschnitt durch Ersetzen des entfernten Datenabschnitts durch die Daten des Abschnitts, der unmittelbar vorher abgedeckt wurde.7. A method for restoring a received video signal with a hierarchical structure with frames, block groups (GOB) and macroblocks by inserting a plurality of resynchronization marks into the block groups (GOB) to prevent the propagation of an error generated in the transmission channel, and that The procedure includes the steps:
Detection of an error from a macroblock between inserted resynchronization marks, removal of the restored data from a section in which the error was detected, and
Hide the error from the section by replacing the removed data section with the data of the section that was covered immediately before.
wobei bestimmt wird, ob ein Fehler in einem Feld, das die Position des Makroblocks zeigt, erzeugt wurde, durch Ausführen einer Paritätsprüfung hinsichtlich des Makroblocks von dem emp fangenen Videosignal, das ein in dasjenige Feld eingefügtes Paritätsbit enthält, welches die Position des Makroblocks zeigt.9. video signal restoration method for restoring a macro block in position by reading a field showing the position of the macro block under the heads of the block group in a video signal having a frame, block groups and macro blocks,
determining whether an error has been generated in a field showing the position of the macroblock by performing a parity check on the macroblock from the received video signal containing a parity bit inserted in the field showing the position of the macroblock.
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